JPH079780B2 - ガスしや断器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はガスしゃ断器に関するものであって、特に、し
ゃ断時に発生するアークに吹付ける消弧性ガスを効果的
に活用する吹付け機構に改良を施したものである。

［発明の技術的背景］ 近年送電容量の増大による短絡容量の増加にともなっ
て、しゃ断器のしゃ断容量も増加の一途を辿っている。
反面機器の小型化のため、一点当たりのしゃ断容量を増
加させ、しゃ断器の直列しゃ断点数の減少が図られてい
る。このため、しゃ断器のしゃ断性能としては、しゃ断
器の極間の電界設計と共に、ガス吹付け機構の最適化が
要求され、その一手段として、パッファ形ガスしゃ断器
が提案されている。

このパッファ形ガスしゃ断器の動作については、例えば
電気学会編「電力用しゃ断器」等に詳しく述べられてい
るが、この点を第５図及び第６図に従って具体的に説明
する。なお、第５図及び第６図において同一部品には同
一符号を付す。

第５図は投入状態にあるパッファ形ガスしゃ断器の消弧
室を示す。円柱状の固定電極１と環状に配置された可動
電極２は接触状態にあり、この可動電極２は、開口部3a
を有する中空の操作ロッド３によって、図示してはいな
い第５図右方にある操作機構部と連結されている。この
操作ロッド３には可動パッファシリンダ４が装着固定さ
れており、この可動パッファシリンダ４と開口部5aを有
する固定パッファピストン５との間に圧縮室６が形成さ
れている。また、前記パッファシリンダには開口部4aが
設けられており、このパッファシリンダ４に固着された
外側絶縁ノズル7a及び内側絶縁ノズル7bが形成する円筒
状ガス流路８を通じて、前記圧縮室６内のガスが流入出
可能となっている。これらの部品類は絶縁物製の容器９
内に収められ、この絶縁容器９の内部空間10には消弧性
ガスが充填されている。

なお、この例では、容器を絶縁物製としたが、前述の消
弧性部材が金属タンク内部に絶縁物で支持されたパッフ
ァ形ガスしゃ断器もある。

このしゃ断器にしゃ断指令が与えられると、図示してい
ない操作機構部が作動して前記操作ロッド３を第５図右
方へ駆動し、第６図の如く、この操作ロッド３に連結さ
れた可動電極２を固定電極１から開離させる。この結
果、固定電極１と可動電極との間にアーク11が発生す
る。一方、前記操作ロッド３が第５図及び第６図右方へ
駆動する結果、操作ロッド３へ装着された前記可動パッ
ファシリンダ４も右方へ駆動し、圧縮室６内の消弧性ガ
スを圧縮し、パッファシリンダ４の開口部4a、ガス流路
８及びガスの噴出口8aを経て、圧縮消弧ガスをアーク11
へ吹付け、このアーク11を消弧する。このガス流は二つ
の流れ12a及び12bに分流し、第６図左方へ分かれた流れ
12aは外側絶縁ノズル7aの開口部7cを経て周囲空間10へ
流出する。一方、第６図右方へ分れた流れ12bは、内側
絶縁ノズル7bの開口部7dを及び前記駆動電極２から固定
電極１が離脱した後の開口部13、前記操作ロッド３の開
口部3a、固定パッファピストン５の開口部5aを経て周囲
空間10へ流出する。

［背景技術の問題点］ この様なパッファ形ガスしゃ断器においては、圧縮室６
はガス流路８によって常に周囲空間10とつながってお
り、開極動作初期からガスの一部は周囲空間10へ流出を
始める。しかるに、通常ガスしゃ断器は開極直後は電極
間距離が短く、消弧後電極間に発生する再起電圧に電極
間の絶縁耐力が耐えない等の理由により、十分なしゃ断
性能を示さず電極間の距離がある程度開いた後に初めて
良好なしゃ断性能を示す。従って、開極動作初期に流出
するガスは全く無駄になってしまうことになる。また、
パッファ形ガスしゃ断器では消弧に必要なガス圧力は前
述の通り外部からの機械力に依存して作られるが、前述
の様にガスの一部が常に周囲空間へ流出していると、従
来の構造ではより大きな駆動力が必要であり、その結果
しゃ断器の操作機構部が大型化せざるを得ないという欠
点があった。

［発明の目的］ 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、開極初期におけるガスの流出を防ぎ、ガスを消弧
に有効に利用して優れた消弧能力を得ると共に、より小
さな駆動力にて駆動し得る様にして操作機構部の小型化
を実現したガスしゃ断器を提供することにある。

［発明の概要］ 本発明のガスしゃ断器は、しゃ断器の可動側に設けられ
た固定シリンダの内部に、可動通電接触子、絶縁ノズル
及び可動アーク接触子を備えた可動シリンダを駆動装置
に従って摺動自在に組込み、この可動シリンダの内側に
固定のピストンを配設して両者間に消弧性ガスの圧縮室
を形成すると共に、前記固定シリンダと可動シリンダと
の間には、開極時に可動シリンダが所定のストローク駆
動された場合に圧縮室内の消弧性ガスをアークに導く溝
部を設けることを特徴とするものである。

そして、この様な構成により、電極間距離が所定の距離
まで開くまでは圧縮室から消弧性ガスが流出しないよう
にして、消弧性ガスの有効利用を図ったものである。

また、本発明のガスしゃ断器は、前記可動シリンダ若し
くはその操作ロッドにアーク接触子近傍から伸びるアー
クエネルギー受容用のガス流路を設け、このガス流路の
反対側の開口部を、可動シリンダの開極初期においては
圧縮室に連通し、その後は外部に連通させる様な位置に
設けたものである。

そして、この様な構成により、アークエネルギーの一部
を圧縮室に導いて、内部の消弧性ガスの圧力を効率良く
高めると共に、圧縮室内のガス圧力が過度に上昇するこ
とを防止したものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。第１図は本実施例のガスしゃ断器の投入状態
を示し、第２図は開極状態を示すものである。

＊構成＊ 本実施例において、固定電極側には、中心に設けられた
固定側アーク接触子20を取り囲む様に筒状の固定側通電
接触子21が設けられている。

一方、可動電極側には、外部空間に連通するガス排出口
31を有する中空のピストン30が固定され、その外周に先
端が開口した筒状の固定シリンダ32が固定されている。

この固定シリンダ32内には、可動シリンダ40及びこれと
一体に移動する可動ピストン41が摺動自在に挿入されて
いる。この可動シリンダ40及び可動ピストン41は、前記
固定ピストン30の中心に挿入された操作ロッド42によっ
て駆動されるもので、前記固定ピストン30とこの可能ピ
ストン41との間の空間が消弧性ガスの圧縮室43となって
いる。また、可動シリンダ40と可動ピストン41との間に
は固定シリンダ32の内壁から可動ピストン41先端にまで
続く間隙部が形成され、これが消弧性ガスの流路44とな
っている。そして、前記固定シリンダ32の基部内面に
は、可動シリンダ40及び可動ピストン41が開極後一定ス
トローク移動した時に、圧縮室43とこのガス流路44とを
繋ぐ溝部33が設けられている。

可動シリンダ40の先端（固定電極側）の最外周部分は、
前記固定側通電接触子21に接触し得る可動側通電接触子
42となっている。また、可動シリンダ40の先端には絶縁
ノズル46が設けられ、この絶縁ノズル46内側の可動ピス
トン41の先端に、前記固定側アーク接触子20の外周に摺
動接触する筒状の可動側アーク接触子47が固定されてい
る。そして、このアーク接触子47と前記絶縁ノズル46と
の間が、前記ガス流路44に連なるガスの吹出口48となっ
ている。

前記操作ロッド42の内部には、その軸方向に伸びるガス
流路50が設けられ、このガス流路50の先端は、チェック
バルブ51を介して筒状をした可動アーク接触子47の内部
と連通している。また、このガス流路50の基端部には、
しゃ断器の投入時及び開極の初期時においては前記圧縮
室43に連通し、開極後一定ストローク可動シリンダが移
動した後は中空状の固定ピストン30内に連通する開口部
52が設けられている。

＊作用＊ この様な構成を有する本実施例のガスしゃ断器において
投入時には、固定側通電接触子21、可動シリンダ40,固
定シリンダ32を経て電流が流れている。

このしゃ断器にしゃ断指令が与えられると、図示してい
ない操作機構部が働いて可動部分を図中右方へ駆動し、
まず固定側通電接触子21と可動シリンダ40が開離し、次
いで固定側アーク接触子20と可動側アーク接触子47とが
開離し、両者の間にアーク11が発生する。両アーク接触
子20,47の開離後可動部分が所定のストロークを移動す
るまでは、アークＡから放散するエネルギーの一部は、
可動側アーク接触子47の内部、チェックバルブ51、操作
ロッド42内部のガス流路50及び開口部52を経て圧縮室43
へ導かれる。同時に、圧縮室43は、しゃ断器の開極動作
に伴って後退する可動ピストン41の作用で、消弧性ガス
の圧縮を行なう。従って、圧縮室43内部のガスは駆動装
置による圧縮の効果とアークエネルギーの効果との両面
から圧力を高められることになる。また、この段階では
チェックバルブ51のために圧縮室43内部のガスは外部へ
流出することはなく、圧縮室内部のガスは極めて効率良
く圧力を高められることになる。

第２図の様に開極動作が進むに従い、開口部52が固定ピ
ストン先端のシール部30aを通過すると、アークエネル
ギーは圧縮室43から固定ピストン30内部に転流し、ガス
排出口31を経て外部空間へ排出され、圧縮室43内のガス
圧力が過渡に上昇して大きな機械的操作力を必要とする
ことを防ぐ。

一方、可動ピストン41のシール部41aが固定シリンダ32
内壁に設けられた溝33へ達すると、圧縮室43内部で圧力
を高められた消弧性ガスは、この溝33、ガス流路44及び
吹出口48を経てアークＡへ吹き付けられる。

以上の様に本実施例によれば、可動シリンダ40と可動ピ
ストン41との間に形成されたガス流路44を、開極の初期
においては固定シリンダ32の内壁によって塞いでおき、
開極が一定程度進行した後は固定シリンダ32内面の溝部
33を利用してこのガス流路44と圧縮室43とを連通させる
様にしたので、圧縮室43内部の消弧性ガスの開極動作初
期の流出を防ぐことが可能となる。また、操作ロッド内
部に設けたガス流路50を利用して、アークエネルギーの
一部を圧縮室43に導き、内部のガス圧力を上昇させてい
る。この様な二つの作用の結果、圧縮室の内部のガス圧
力を極めて効率良く高めことが可能となる。

また、本実施例では、可動部が所定のストローク駆動さ
れた後は、アークのエネルギーを固定ピストン30のガス
排出口31から外部空間に排出する様にしているので、圧
縮室43内の圧力が過度に上昇しすることがなく、駆動装
置の大型化を防止できる。

＊他の実施例＊ 上記の実施例においては、パッファ形ガスしゃ断器を例
にとって説明したが、本発明は上記の実施例に限定され
るものではなく、アークエネルギーを受容して圧力を高
めた消弧性ガスをアークへ吹付ける自力消弧形ガスしゃ
断器とパッファ形ガスしゃ断器とを組合せたガスしゃ断
器に適用することも可能である。

例えば、第３図の実施例は、圧縮室43から吹出されたガ
スが、可動側アーク接触子47の周囲に設けられたアーク
エネルギーを受容する昇圧室60を介してアークに吹付け
られる型のガスしゃ断器に本発明を適用したものであ
る。また、第４図の実施例は、圧縮室43からのガスが昇
圧室60からのガスと独立してアークＡに吹付けられる様
に、昇圧室60とガス吹出口48との間に第２の絶縁ノズル
61を設けたガスしゃ断器に本発明を適用したものであ
る。

また、図示の実施例は、ガス圧縮室43と可動側アーク接
触子47との間を繋ぐガス流路44を、可動シリンダ40と可
動ピストン41との間の間隙を利用して形成しているが、
可動シリンダ40そのものに流路を穿孔する様にすれば、
別体の可動ピストン41は必ずしも必要ではない。

更に、開極が一定程度進んだ後にガス流路44と圧縮室43
とを連通させる溝部33を、固定シリンダ32の内壁の代り
に、可動ピストンあるいは可動シリンダの外周に形成す
ることも可能である。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、可動側に固定シリンダと
その内部を摺動する可動シリンダを設け、これらの間に
形成されるガス流路を可動部材の駆動に従って適宜圧縮
室に連通させると共に、開極の初期にはアークエネルギ
ーを圧縮室に導く様にするという簡単な手段にもかかわ
らず、開極動作初期における圧縮室からのガスの流出を
防止し、またアークエネルギーの一部を利用して圧縮室
内部のガス圧力を上昇させることが可能であり、比較的
小さな操作機構部によっも充分高いガス圧力を発生させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明のガスしゃ断器の一実施例を
示すもので、第１図はその投入状態の断面図、第２図は
その開極状態の断面図を示す。第３図は本発明の第２実
施例の投入状態の断面図、第４図は第３実施例の投入状
態の断面図である。第５図及び第６図は従来のパッファ
形ガスしゃ断器を示すもので、第５図はその投入状態の
断面図、第６図はその開極状態の断面図である。 20……固定側アーク接触子、21……固定側通電接触子、
30……固定ピストン、31……ガス排出口、32……固定シ
リンダ、33……溝部、40……可動シリンダ、41……可動
ピストン、42……操作ロッド、43……圧縮室、44……ガ
ス流路、45……可動側通電接触子、46……絶縁ノズル、
47……可動側アーク接触子、48……ガス吹出口、50……
ガス流路、51……チェックバルブ、52……開口部、60…
…昇圧室、61……第２の絶縁ノズル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳父 悟 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 エドモン・チユーリー フランス国ピユジニヤン（69611）リユ・ ド・ベルサイユ130

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定電極側の中心部に固定側アーク接触子
   と、この固定側アーク接触子の外周に同心円状に設けら
   れた固定側の通電接触子とを備え、 可動電極側には、固定ピストンとこの固定ピストンの外
   周に設けられた筒状の固定シリンダとが設けられ、この
   固定シリンダ内には、しゃ断器の操作ロッドによって駆
   動され且つ前記固定ピストン及び固定シリンダとの間で
   圧縮室を形成する可動シリンダが摺動自在に組込まれ、 この可動シリンダの先端に、前記固定側アーク接触子と
   摺動接触する筒状の可動側アーク接触子と、このアーク
   接触子との間にガスの吹出口を形成する絶縁ノズルと、
   前記固定側通電接触子と摺動接触する可動側通電接触子
   とが同心円状に設けられ、 可動シリンダには固定シリンダの内壁に面した開口部を
   有し前記ガス吹出口に連なるガス流路が形成され、前記
   固定シリンダと可動シリンダとの間には、開極時に可動
   シリンダが所定のストローク駆動された場合に圧縮室と
   このガス流路の開口部とを連通させる溝部が設けられ、 前記可動シリンダ若しくはその操作ロッドには、可動ア
   ーク接触子近傍から伸びるアークエネルギー受容用のガ
   ス流路を設け、このガス流路の反対側の開口部を、可動
   シリンダの開極初期においては圧縮室に連通し、その後
   は外部に連通させる様な位置としたことを特徴とするガ
   スしゃ断器。
2. 【請求項２】アークエネルギー受容用のガス流路が、ア
   ークの発生する空間から圧縮室ないし外部へと向かうガ
   スの流れのみを可能とするチェックバルブを有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断
   器。
3. 【請求項３】可動シリンダに設けられるガス流路が、可
   動シリンダとその内部に一体に設けられた可動ピストン
   との間隙によって形成されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
4. 【請求項４】溝部が、固定シリンダの内面に形成されて
   いる特許請求の範囲第１項記載のガスしゃ断器。
5. 【請求項５】可動シリンダが、その可動側アーク接触子
   の周囲に、圧縮室からの消弧性ガスの流路と連なる昇圧
   室を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のガスしゃ断器。